[发明专利]沉管隧道用半刚性管节

说明书

技术领域

本发明涉及一种沉管隧道用管节技术领域，尤其涉及一种沉管隧道用半刚性管节。 

背景技术

目前，国内外已建成的沉管隧道用管节结构主要分为节段式柔性管节和整体式刚性管节两种。 

柔性管节由多个首尾相连管节节段连接而成，管节节段间通过匹配的榫凸结构及跨缝中埋式止水带连接；遇外荷载沉管结构主要呈现柔性特性，管节节段接头发生张开和转动，通过变形释放管节弯矩，结构纵向受力较小，纵向配筋较少，但是管节节段之间为抗剪及防水的薄弱环节，管节节段间的止水存在风险，对于大荷载或软基沉管隧道，风险更大；世界范围内柔性管节节段之间多有漏水案例； 

刚性管节由整体管节或多个首尾相连管节节段通过有粘结预应力连接而成，管节以整体刚性抵抗外荷载，管节结构纵向受力较大，需花费较大代价（配置大量的钢筋或预应力）提高其承载能力；同时，刚性管节不能通过管节柔性变形实施结构内力重分配，结构内受力不均衡，受力较大区域长期高应力存在开裂及漏水风险，此外，刚性管节变形集中于长管节两端，增加该处GINA止水产品要求。 

因此，针对以上问题，本发明急需提供一种新的沉管隧道用半刚性管节。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明的目的是提供一种沉管隧道用半刚性管节，该沉管隧道用半刚性管节通过预应力钢束和榫凸结构具有的半刚性特性，使管节实 现更好的适应海底或河底地基的变形能力的目的。 

（二）技术方案 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种沉管隧道用半刚性管节，包括一个管节主体，该管节主体由多个首尾相接的管节节段拼接而成，各所述管节节段之间均设有榫凸结构；在所述管节主体内沿其周向布设有多条预应力管道；所述预应力管道沿所述管节主体的纵向贯通；所述预应力管道内对应贯穿有用于对各所述管节节段进行预应力度调节的预应力钢束；在所述管节主体两端上设有用于锚固所述预应力钢束的预应力锚具。 

进一步地，所述榫凸结构包括多个键榫和分别与各所述键榫对应设置的多个键槽。 

进一步地，所述预应力管道包括多段分设在各所述管节节段内的波纹管和连接各波纹管的节段连接管；所述节段连接管对应设置在相邻两所述管节节段的拼接处。 

进一步地，所述节段连接管包括与两端的所述波纹管对接的连接外管和设置在该连接外管内的连接内管。 

进一步地，所述连接外管与所述连接内管之间通过止水密封件密封连接。 

进一步地，所述连接外管表面光滑，且其与混凝土呈部分无粘结或弱粘结状态。 

进一步地，所述连接外管中部设有用于安装所述连接内管的内安装管腔，该内安装管腔的内径大于所述波纹管的内管径。 

（三）有益效果 

本发明与现有技术相比具有以下的优点： 

1、本发明采用预应力钢束的设计，可以将多个管节节段串联起来，使各管节节段串联拼接成一个整体；这就使得各管节节段之间允许一定张开变形，使管节主体在不失整体刚度的前提下具有一定的柔度，降低了管节主体的内力，有效改善了各管节节段的受力及变形增大量； 保证在最不利情况时，各管节节段之间具有合适的压力；同时，利用管节节段之间的摩擦力及榫凸结构所提供的抗剪力，可有效提高管节节段的抗剪承载能力，用以确保管节的整体稳固度；使具有预应力钢束和榫凸结构的管节真正具有半刚性的特性，从而使管节具有更好的适应海底或河底地基的变形能力。 

2、本发明通过设置在各管节节段之间的所述榫凸结构配合各管节节段拼接面之间因纵向压力而产生的摩擦力可有效提高管节节段的抗剪能力；用以防止管节节段径向错位，从而整体提高各管节节段的连接稳固度，使拼接后的管节主体整体更加稳定可靠。 

3、本发明可通过部分无粘结或弱粘结的所述连接外管配合所述连接内管用以保证管节节段之间的拼接面具有有限张开的柔性特性，又同时通过波纹管有效约束管节节段间的张开量，防止过度张开；通过管节节段之间的张开或转动变形，实现管节的结构内力合理重分布。 

4、本发明采用止水密封件的设计，可有效防止因管节节段之间张开后，沿拼接面缝隙渗入的水进入管节主体内；充分保证了管节内部的干燥度要求；从而进一步提高管节的止水保障能力。 

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1是本发明沉管隧道用半刚性管节的结构示意图（主视图）； 

图2是本发明中所述管节节段的结构示意图（立体图）；